钛合金靶材颗粒冲蚀磨损及能量转化特性数值研究

摘要：

目的 解决钛合金材料固体颗粒磨损问题.方法 采用显式动力学有限元分析手段,结合Johnson-cook材料模型和应变累积失效模型,对多颗粒连续冲击Ti-6Al-4V钛合金靶材的冲蚀特性和能量转化特性进行数值模拟.结果 在颗粒以倾斜角度连续冲击靶材时,最大冲蚀应力呈现一定波动性.当颗粒在法向连续冲击时,靶材会快速进入稳定冲蚀阶段.在不同入射角度下,多颗粒连续冲击靶材的最大应力均位于靶材产生材料堆积的位置.在入射角90°和入射速度 130 m/s下,当颗粒尺寸从 50 μm增至 150 μm时,最大冲击坑深度从3.124 μm增至 8.997 μm.当颗粒尺寸超过 100 μm后,由于加工硬化机制的影响,后续颗粒冲击产生的应力比第1 次冲击产生的应力降低了 30%～60%.在冲角为30°下,当摩擦因数从0 增至 0.2时,颗粒动能损失增大了 22.69%.随着入射角度的增加,摩擦因数对颗粒动能损失的影响逐渐减弱.结论 从微观机制上解释了入射角度和颗粒粒径对多颗粒连续冲蚀行为的影响,明确了摩擦因数对颗粒冲蚀过程中能量转化特性的影响.

关键词：钛合金、冲蚀磨损、能量转化、摩擦因数、数值模拟

所属期刊栏目：52

分类号：TH117

在线出版日期：2023-08-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：151-160,207